JP2000030858A - 有機el表示装置 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
前記有機EL構造体2上に所定の空隙を設けて配置され
る封止板と、この封止板を固定するための接着剤とを有
し、前記基板1上には接着剤の配置される領域と有機E
L構造体2が形成されている領域との間に、接着剤の流
動を阻止するための内部隔壁3を有し、この内部隔壁3
は、所定の高さを有する構造物が有機EL構造体2を囲
むように形成されている有機EL表示装置とした。 【解決手段】 接着剤の流動を有効に防止し、しかも強
固な接着性を確保でき、外側に対して流動する接着剤も
抑制可能な有機EL表示装置を実現する。
Description
た有機EL表示装置に関し、さらに詳細には、基板上に
積層された有機EL構造体を保護するために設けられる
封止板および封止用接着剤の実装技術に関する。
いる。これは、ホール注入電極上にトリフェニルジアミ
ン(TPD)などのホール輸送材料を蒸着により薄膜と
し、その上にアルミキノリノール錯体(Alq3 )など
の蛍光物質を発光層として積層し、さらにMgなどの仕
事関数の小さな金属電極(電子注入電極)を形成した基
本構成を有する素子で、10V前後の電圧で数100か
ら数10000cd/m2ときわめて高い輝度が得られるこ
とで注目されている。
も、発光層と電極層との間で剥離が生じたり、構成材料
が変質してしまったりしてダークスポットと称する非発
光領域が生じたり、所定の品位の発光が維持できなくな
る等、致命的な影響を受けることが知られている。
えば、特開平5−36475号公報、同5−89959
号公報、同7−169567号公報等に記載されている
ように、有機EL積層構造体部分を被う気密ケース、封
止板等を基板上に密着固定して外部と遮断する手法が従
来より行われている。
機EL構造体を外部雰囲気から遮断するため、接着剤が
用いられている。接着剤を用いて封止板を固定する場
合、接着剤を基板上、あるいは封止板上の所定の領域に
配置し、両者を貼り合わせる作業が必要である。
すると押しつぶされた接着剤が流動して広がり、内部に
形成されている有機EL構造体にまで達して、これに悪
影響を与えたり、光学特性を変化させたり、表示部位の
デザイン上の品質を低下させたりする場合がある。この
ような現象を防止するため、接着剤の量を少なくするこ
とも考えられるが、接着剤の量が少ないと、形成された
接着層中に気道が形成されてうまく封止できなかった
り、接着不良個所を生じてしまう恐れがある。特に量産
時においては、接着作業に正確な位置精度や、貼り合わ
せ時の微妙な圧力調整を行うことは困難であり、ある程
度の安全率を見た上で、多めの接着剤を用いることが必
要となる。
構造も種々検討されている。例えば、特開昭61−12
4094号、特開平4−71190号公報には、封止ガ
ラスに溝を形成しこの溝の部分で接着剤の流動を阻止す
る試みがなされている。これは、例えば図8に示すよう
に、封止板25に接着剤24を溜める溝25aを形成
し、封止板25を圧接したときに流動する接着剤24を
この部分に留めることで、EL素子22と接着剤24と
の接触を防止するものである。なお、図8において、基
板21上にはEL素子22が形成されており、これを封
止するために、接着剤24を用いて封止板25を接着固
定するものである。また、特開昭63−314796号
公報には、ガラス基板の接着ライン上に溝を設け、接着
剤のはみ出しを防止する試みがなされている。
や封止板に対して、溝等を形成するための加工を必要と
し、製造工数が増加すると共にコストの増大を招く。ま
た、極めて薄い構造を特徴とする有機EL表示装置の場
合、上記のような溝構造を基板や、特に平板状の封止板
に形成することが困難な場合もある。また、接着剤が外
側に流動し、外部にはみ出す現象を防止する手段につい
ては検討されていない。
剤の流動を有効に防止し、しかも強固な接着性を確保で
き、外側に対して流動する接着剤も抑制可能な有機EL
表示装置を実現することである。
単な構造で接着剤の流動を抑制し、封止板の貼り合わせ
作業も容易な有機EL表示装置を実現することである。
により達成される。 (1) 基板上に積層された有機EL構造体と、前記有
機EL構造体上に所定の空隙を設けて配置される封止板
と、この封止板を固定するための接着剤とを有し、前記
基板上には接着剤の配置される領域と有機EL構造体が
形成されている領域との間に、接着剤の流動を阻止する
ための内部隔壁を有し、この内部隔壁は、所定の高さを
有する構造物が有機EL構造体を囲むように形成されて
いる有機EL表示装置。 (2) さらに、接着剤の配置される領域と基板の端部
との間に、接着剤の流動を阻止するための外部隔壁を有
し、この外部隔壁は、前記所定の高さの構造物が接着剤
の配置される領域を囲むように形成されている上記
(1)の有機EL表示装置。 (3) 前記内部隔壁および/または外部隔壁は、複数
形成されている上記(1)または(2)の有機EL表示
装置。 (4) 前記封止板は平板である上記(1)〜(3)の
いずれかの有機EL表示装置。 (5) 前記内部隔壁および/または外部隔壁は、少な
くともカラーフィルター層、ブラックマトリクス層およ
びオーバーコート層のいずれかの構成材料の1種または
2種以上により形成されている上記(1)〜(4)のい
ずれかの有機EL表示装置。 (6) 前記内部隔壁および/または外部隔壁は、スペ
ーサとして機能する上記(1)〜(5)のいずれかの有
機EL表示装置。 (7) 前記封止板には、内部隔壁および/または外部
隔壁と位置合わせを行うことのできるマークが形成され
ている上記(1)〜(6)のいずれかの有機EL表示装
置。 (8) 前記接着剤は、基板と封止板との間に気道が形
成されないように完全充填される上記(1)〜(7)の
いずれかの有機EL表示装置。 (9) 前記内部隔壁および/または外部隔壁は、ガス
抜きのための気道が形成されている上記(1)〜(8)
のいずれかの有機EL表示装置。
板上に積層された有機EL構造体と、前記有機EL構造
体上に所定の空隙を設けて配置される封止板と、この封
止板を固定するための接着剤とを有し、前記基板上には
接着剤の配置される領域と有機EL構造体が形成されて
いる領域との間に、接着剤の流動を阻止するための内部
隔壁を有し、この内部隔壁は、所定の高さの構造物が有
機EL構造体を囲むように形成されている。
配置される領域との間に、所定の高さの構造物を内部隔
壁として配置し、接着剤の流動を阻止し、接着剤と有機
EL構造体との接触による悪影響や、表示面への悪影響
を防止することができる。
れる領域と基板の端部との間に、所定の高さの構造物が
接着剤の配置される領域を囲むように形成された外部隔
壁を有し、接着剤の流動を阻止するようにする。そし
て、さらに好ましくは、これら内部隔壁および/または
外部隔壁は、複数形成されている。
を設けることにより、外側に対して流動する接着剤を抑
制し、外部へのはみ出しを防止すると共に、接着剤を均
一に接着領域内に流動させ、強固で気密性の高い接着層
を形成することができる。
数形成することで、さらに接着剤の流動をより確実に防
止することができる。つまり、貼り合わせ、圧着時に内
側(接着剤側)に形成されている外部隔壁、内部隔壁を
乗り越えた接着剤も、次の外部隔壁、内部隔壁、あるい
はさらにその次の外部隔壁、内部隔壁等により流動が抑
制される。
の流動を阻止しうる高さであれば特に規制されるもので
はないが、好ましくは有機EL構造体の高さより高もの
がよい。また、より好ましくは、有機EL構造体の2倍
以上である。その上限としては、通常、有機EL構造体
の高さの100倍程度であり、封止板の配置される高さ
以上となることはない。また、具体的な高さとしては、
通常、1〜100μm、特に5〜50μm 程度が好まし
い。隔壁の高さが高すぎると有機EL構造体と封止板と
の距離が開きすぎ、封止効果が低下すると共に、薄型化
を図る上での障害となる。外部隔壁、内部隔壁の幅とし
ては、有機EL表示装置の大きさや、隔壁の高さにもよ
るが、通常、50〜100μm 程度である。
それぞれ形成される複数の内部隔壁、または外部隔壁間
の間隔は、通常、100〜300μm 程度である。
は、構造体としての強度を維持し、形成が比較的容易
で、接着剤と反応し難いものが好ましい。このような材
料としては、例えば、ポリイミド、アクリル系樹脂、オ
レフィン系樹脂等の樹脂材料や、SiO2 、SiNx 、
SiON、Al2O3 、SOG(spin on glass)膜等の
無機材料を挙げることができる。また、有機EL表示装
置がカラーディスプレイであるような場合、カラーフィ
ルター層、オーバーコート層、ブラックマトリクス層等
を構成するための材料を用いるとよい。これらの材料を
用いることにより、これら各層の形成と同時に、外部隔
壁、内部隔壁を形成することができ、隔壁を形成するた
めの新たな工程が不要となる。カラーフィルター層、オ
ーバーコート層、ブラックマトリクス層の膜厚は、通
常、0.5〜10μm 、特に1〜5μm であり、例え
ば、1μm の厚みを有する3色のカラーフィルター層
(R,G,B)とオーバーコート層、およびブラックマ
トリクス層等を積層すると、最低でも5μm の高さを有
する外部隔壁、内部隔壁を形成することができる。
イ等で用いられているカラーフィルターを用いることが
可能である。また、有機EL素子の発光する光に合わせ
てカラーフィルターの特性を調整し、取り出し効率・色
純度を最適化すればよい。
するような短波長の外光をカットできるカラーフィルタ
ーを用いれば、素子の耐光性・表示のコントラストも向
上する。
いてカラーフィルターの代わりにしても良い。
吸収し、蛍光変換膜中の蛍光体から光を放出させること
で、発光色の色変換を行うものであるが、組成として
は、バインダー、蛍光材料、光吸収材料の三つから形成
される。
いものを用いれば良く、EL発光波長域に吸収が強いこ
とが望ましい。実際には、レーザー色素などが適してお
り、ローダミン系化合物・ペリレン系化合物・シアニン
系化合物・フタロシアニン系化合物(サブフタロシアニ
ン等も含む)ナフタロイミド系化合物・縮合環炭化水素
系化合物・縮合複素環系化合物・スチリル系化合物・ク
マリン系化合物等を用いればよい。
ような材料を選べば良く、フォトリソグラフィー・印刷
等で微細なパターニングが出来るようなものが好まし
い。また、通常、上層に形成されるホール注入電極、例
えば、ITO、IZOの成膜時にダメージを受けないよ
うな材料が好ましい。
い場合に用いるが、必要のない場合は用いなくても良
い。また、光吸収材料は、蛍光性材料の蛍光を消光しな
いような材料を選べば良い。
の表面を均一に覆い、凹凸の少ない表面を形成すると共
に、ITO等のホール注入電極、あるいはその他の電極
等を積層した場合に、カラーフィルター層との干渉を防
止する機能も有する。このようなオーバーコート層は、
例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド樹脂、オレフィン
樹脂等を用いて形成することができる。
面、あるいはその他の構造物による外来光の反射を防止
し、表示面の視認性を高めたり、コントラスト比を向上
させる機能を有する。ブラックマトリクス層は、黒色の
層であればその材質は特に規制されるものではないが、
通常、カーボンブラック等の顔料分散型のレジストや、
カラーフィルターの色重ね、クロム、低反射クロム等が
使用される。
ブラックマトリクス層等を形成する方法としては、スク
リーン法等の印刷や、顔料入りのフォトレジスト等によ
り形成することができる。顔料入りのフォトレジストに
より形成する場合、基板上に所定の厚みの顔料入りのフ
ォトレジストを塗布してスピンコート等により形成した
後、必要によりプレベークを行う。次いで、フォトマス
クのパターンを所定の位置に調整し、紫外線等を照射し
て露光し、現像してパターンを得る。さらに、必要によ
りポストベークを行い所定パターンのフィルター層を得
ることができる。外部隔壁、内部隔壁には、必要により
ガス(通常封止ガス)抜きのための気道を形成するとよ
い。気道を形成する方法としては、特に規制されるもの
ではないが、外部隔壁、内部隔壁形成の際、その一部を
切り欠いた状態、つまり一部分を形成しないようにすれ
ばよい。気道を形成する場所は特に限定されるものでは
ないが、その部分から接着剤が流出し難い部位や、流出
した場合でも影響が少ない箇所、例えばコーナー部等が
好ましい。気道の大きさとしては、特に限定されるもの
ではないが、通常、断面積で0.001〜1.0mm2 程
度である。
して機能させることができる。すなわち、外部隔壁、内
部隔壁の高さを有機EL構造体の高さより高く、好まし
くは封止板との間にある程度の空隙を設けるように形成
した場合、そのまま封止板を配置しても、封止板と有機
EL構造体とが接触する恐れはない。この場合、接着剤
等に混入したり、接着時に用いていたスペーサーは不要
となる。
壁の位置と一致させることのできるようなアライメント
マークを形成しておくとよい。このようなマークを形成
することにより、外部隔壁、内部隔壁を利用して封止板
の位置合わせが容易になり、基板上に位置合わせの機構
を形成する必要がなくなる。位置合わせは、特に、封止
板上に有機EL構造体を駆動するための回路を形成した
場合の、基板との電極位置合わせや、不透明基板を用い
て、発光光を封止板側に取り出すような、いわゆる逆積
層構造の場合の、カラーフィルター等を形成した封止板
の位置合わせにも有効である。
た接着剤は、略均一な厚みと幅で有機EL構造体を覆う
ように形成・固化し、気道が形成されることなく有機E
L構造体を完全に密閉することができる。
であって、ガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明材
料が挙げられるが、特にガラスが好ましい。ガラス平板
を用いることで、安価でしかも薄型の有機EL表示装置
とすることができる。このようなガラス材として、コス
トの面からアルカリガラスが好ましいが、この他、ソー
ダ石灰ガラス、鉛アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、
アルミノケイ酸ガラス、シリカガラス等のガラス組成の
ものも好ましい。特に、ソーダガラスで、表面処理の無
いガラス材が安価に使用でき、好ましい。封止板として
は、ガラス板以外にも、金属板、プラスチック板等を用
いることもできる。
ものではなく、表示部位のデザイン、および回路設計等
により、適宜好適な大きさに調整される。その厚さは、
平板で通常、0.1〜5mm程度である。なお、サンドブ
ラスト等により、封止板に凹部を形成し、この部分に有
機EL構造体、またはその一部を収納するようにするこ
とも可能である。
し、所望の高さに保持してもよい。スペーサーの材料と
しては、樹脂ビーズ、シリカビーズ、ガラスビーズ、ガ
ラスファイバー等が挙げられ、特にガラスビーズ等が好
ましい。スペーサーは、通常、粒径の揃った粒状物であ
るが、その形状は特に限定されるものではなく、スペー
サーとしての機能に支障のないものであれば種々の形状
であってもよい。その大きさとしては、円換算の直径が
1〜20μm 、より好ましくは1〜10μm 、特に2〜
8μm が好ましい。このような直径のものは、粒長10
0μm 以下程度であることが好ましく、その下限は特に
規制されるものではないが、通常直径と同程度以上であ
る。
スペーサーは使用しても、使用しなくてもよい。使用す
る場合の好ましい大きさとしては、前記範囲でよいが、
特に2〜8μm の範囲が好ましい。
されていても、接着時に混入してもよい。封止用接着剤
中におけるスペーサーの含有量は、好ましくは0.01
〜30wt%、より好ましくは0.1〜5wt%である。
は、熱硬化型の接着剤も使用することができるが、有機
EL構造体への影響を考慮すると光硬化型の接着剤が好
ましい。例えば、エステルアクリレート,ウレタンアク
リレート,エポキシアクリレート,メラミンアクリレー
ト,アクリル樹脂アクリレート等の各種アクリレート、
ウレタンポリエステル等の樹脂を用いたラジカル系接着
剤や、エポキシ、ビニルエーテル等の樹脂を用いたカチ
オン系接着剤、チオール・エン付加型樹脂系接着剤等が
挙げられ、中でも酸素による阻害が無く、光照射後も重
合反応が進行するカチオン系接着剤が好ましい。
タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤が好ましい。
有機EL構造体部分の各層構成材料のガラス転移温度が
140℃以下、特に80〜100℃程度である。従っ
て、通常の熱硬化型の接着剤を用いると、その硬化温度
が140〜180℃程度であるため、その硬化の際に有
機EL構造体が軟化してしまい、特性の劣化が生じてし
まうという問題がある。一方、紫外線硬化型接着剤の場
合は、このような有機EL構造体の軟化というような問
題は生じないが、現在一般に用いられている紫外線硬化
型接着剤はアクリル系であり、その硬化の際にその成分
中のアクリルモノマーが揮発し、それが上記有機EL構
造体の各構成材料に悪影響を及ぼし、その特性を劣化さ
せるという問題がある。そこで、本発明においては、以
上のような問題のない、あるいは極めて少ない接着剤で
ある、上記のカチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキ
シ樹脂接着剤を用いることが好ましい。
して市販されているものの中には、紫外線加熱硬化併用
型のエポキシ樹脂接着剤が含まれる場合があるが、この
場合には、ラジカル硬化タイプのアクリル系樹脂と加熱
硬化タイプのエポキシ樹脂が混合あるいは変性してある
場合が多く、前記のアクリル系樹脂のアクリルモノマー
の揮発の問題や熱硬化型エポキシ樹脂の硬化温度の問題
が解決しておらず、本発明の有機ELディスプレイに用
いる接着剤としては好ましくない。
シ樹脂接着剤とは、主たる硬化剤として紫外線等の光照
射による光分解でルイス酸触媒を放出するルイス酸塩型
硬化剤を含み、光照射により発生されたルイス酸が触媒
となって主成分であるエポキシ樹脂がカチオン重合型の
反応機構により重合し、硬化するタイプの接着剤であ
る。
ては、エポキシ化オレフィン樹脂、脂環式エポキシ樹
脂、ノボラックエポキシ樹脂等が挙げられる。また、上
記硬化剤としては、芳香族ジアゾニウムのルイス酸塩、
ジアリルヨードニウムのルイス酸塩、トリアリルスルホ
ニウムのルイス酸塩、トリアリルセレニウムのルイス酸
塩等が挙げられる。これらのうちでは、ジアリルヨード
ニウムのルイス酸塩が好ましい。
有機EL構造体の大きさや有機EL素子で構成されるデ
ィスプレイの種類や構造等にもよるが、好ましくは6×
10-2〜2×10-4g/cm2 、特に8×10-3〜2×1
0-4g/cm2 程度が好ましい。また、接着剤層の厚みと
しては、通常封止板の配置位置の高さ、すなわち積層さ
れている有機EL構造体の厚みに、所定の空隙を確保で
きる厚みとなり、特に規制されるものではないが、通常
5×105 〜1×103 nm、好ましくは5×104〜5
×103mm、特に2×104 〜2×103 nm程度であ
る。
る。封止ガスは、Ar、He、N2 等の不活性ガス等が
好ましい。また、この封止ガスの水分含有量は、100
ppm以下、より好ましくは10 ppm以下、特には1 ppm
以下であることが好ましい。この水分含有量に下限値は
特にないが、通常0.1 ppm程度である。
示装置についてより具体的に説明する。
の構成例を示す平面図、図2はその一部概略断面図であ
る。また、図1は接着剤および封止板を基板上に配置す
る前の状態を示し、図2は、接着剤と封止板を配置し、
圧接して固定した状態を示している。図において、基板
1上に形成されている有機EL構造体2と、この有機E
L構造体2を覆うように形成されている内部隔壁3とを
有する。また、この基板1と、有機EL構造体2の上に
は、所定間隔を置いて封止板5が接着剤4により接着・
固定され、封止される。このとき、接着剤4の流動は、
内部隔壁3により阻止され、その内部に形成されている
有機EL構造体と接触することなく、しかも均一に基板
外周部分に形成・固化して、有機EL構造体を外気から
遮断すると共に、完全密封することができる。
図、図4はその一部概略断面図である。この例では、内
部隔壁3に加え、接着剤4の配置される領域を囲むよう
にして外部隔壁6を形成した場合を示している。このよ
うに、外部隔壁6を形成することにより、基板1上に配
置され、封止板5を圧接する際に流動する接着剤4は、
内部方向にも、外部方向にも規制され、さらに均一に接
着剤層を形成すると共に、外部への接着剤のはみ出しが
抑制され、これを取り除く作業が不要となり、製造工程
上も有利である。
図である。この例では、内部隔壁3a,3b、外部隔壁
6a,6bと、それぞれの隔壁を2種ずつ形成してい
る。このように、内部隔壁および/または外部隔壁を2
つ以上設けることにより、圧接時に接着剤配置部位に近
い側の隔壁を乗り越えたり、はみ出したりした接着剤の
流動も防止することができる。
図である。この例では、カラーフィルター層7R,7
G,7B、ブラックマトリクス層8,オーバーコート層
9を用いて内部隔壁3を形成した例を示している。すな
わち、基板1上には、フルカラー表示用に赤色カラーフ
ィルター層7R、緑色カラーフィルター層7G、青色カ
ラーフィルター層7Bが形成されている。これら各フィ
ルター層は、フォトリソグラフ技術等によりそれぞれ形
成されるわけであるが、各層を形成する際に、外部隔壁
3を形成する部位にも同様にカラーフィルター層7R,
7G,7Bを形成すると、これらが積層されて図示例の
ような立体的な構造物となる。さらに、ブラックマトリ
クス層8、オーバーコート層9を形成するときにも同様
にして外部隔壁層として形成することにより、さらに前
記フィルター層7R,7G,7B上に積み上げられるよ
うに形成され、さらに高さのある構造物となる。
のカラーフィルター層7R,7G,7B上にはオーバー
コート層が形成されており、さらにその上にITO等の
ホール注入電極11が所定のパターンに形成される。そ
の後、その周囲にSiO2 等の絶縁層14が形成されて
素子分離が行われ、その上に有機層12が積層された
後、金属等からなる電子注入電極層13が所定のパター
ンに形成されてマトリクスタイプの有機EL構造体2を
形成することになる。
構造体2は、説明を簡単にするためにその一部のみ示し
ている。
図である。この例では、外部隔壁6に気道16を形成し
た例を示している。すなわち、この例では外部隔壁6の
端部を、一部切り欠いてように形成して、気道16を形
成している。この気道16により、封止板接着・圧接時
に、接着剤4が流動して押し広げられるときのガスの1
7の逃げ道が確保され、接着剤4を好ましい態様に流動
させることができると共に、接着剤4中への気泡の混入
や、接着不良個所が生じるのを防止できる。
したが、上記図示例は、その構成態様の一例を明示した
ものにすぎず、これらを変形、応用した構成態様とする
ことも可能である。
構成とすることができる。
て形成され、発光した光を取り出す構成であるため、透
明ないし半透明な電極が好ましい。透明電極としては、
ITO(錫ドープ酸化インジウム)、IZO(亜鉛ドー
プ酸化インジウム)、ZnO、SnO2 、In2 O3 等
が挙げられるが、好ましくはITO(錫ドープ酸化イン
ジウム)、IZO(亜鉛ドープ酸化インジウム)が好ま
しい。ITOは、通常In2 O3 とSnOとを化学量論
組成で含有するが、O量は多少これから偏倚していても
よい。
分行える一定以上の厚さを有すれば良く、好ましくは1
0〜500nm、さらには30〜300nmの範囲が好まし
い。また、その上限は特に制限はないが、あまり厚いと
剥離、加工性の悪化、応力による障害、光透過性の低下
や、表面の粗さによるリーク等の問題が生じてくる。逆
に厚さが薄すぎると、製造時の膜強度やホール輸送能
力、抵抗値の点で問題がある。
も形成できるが、好ましくはスパッタ法により形成する
ことが好ましい。
が好ましく、例えば、K、Li、Na、Mg、La、C
e、Ca、Sr、Ba、Al、Ag、In、Sn、Z
n、Zr等の金属元素単体、または安定性を向上させる
ためにそれらを含む2成分、3成分の合金系を用いるこ
とが好ましい。合金系としては、例えばAg・Mg(A
g:1〜20at%)、Al・Li(Li:0.3〜14
at%)、In・Mg(Mg:50〜80at%)、Al・
Ca(Ca:5〜20at%)等が好ましい。また、これ
らの酸化物を、補助電極と組み合わせて形成してもよ
い。なお、電子注入電極は蒸着法やスパッタ法で形成す
ることが可能である。
分行える一定以上の厚さとすれば良く、0.1nm以上、
好ましくは1nm以上とすればよい。また、その上限値に
は特に制限はないが、通常膜厚は1〜500nm程度とす
ればよい。電子注入電極の上には、さらに保護電極を設
けてもよい。
し、水分や酸素あるいは有機溶媒の進入を防止するた
め、一定以上の厚さとすればよく、好ましくは50nm以
上、さらには100nm以上、特に100〜1000nmの
範囲が好ましい。保護電極層が薄すぎると、その効果が
得られず、また、保護電極層の段差被覆性が低くなって
しまい、端子電極との接続が十分ではなくなる。一方、
保護電極層が厚すぎると、保護電極層の応力が大きくな
るため、ダークスポットの成長速度が速くなってしま
う。
厚さとしては、特に制限はないが、通常100〜100
0nm程度とすればよい。
iOX 等の無機材料、テフロン、塩素を含むフッ化炭素
重合体等の有機材料等を用いた保護膜を形成してもよ
い。保護膜は透明でも不透明であってもよく、保護膜の
厚さは50〜1200nm程度とする。保護膜は、前記の
反応性スパッタ法の他に、一般的なスパッタ法、蒸着
法、PECVD法等により形成すればよい。
層について述べる。
入機能、それらの輸送機能、ホールと電子の再結合によ
り励起子を生成させる機能を有する。発光層には、比較
的電子的にニュートラルな化合物を用いることが好まし
い。
のホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に輸送
する機能および電子を妨げる機能を有するものであり、
電子注入輸送層は、陰電極からの電子の注入を容易にす
る機能、電子を安定に輸送する機能およびホールを妨げ
る機能を有するものである。これらの層は、発光層に注
入されるホールや電子を増大・閉じこめさせ、再結合領
域を最適化させ、発光効率を改善する。
よび電子注入輸送層の厚さは、特に制限されるものでは
なく、形成方法によっても異なるが、通常5〜500nm
程度、特に10〜300nmとすることが好ましい。
送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光
層の厚さと同程度または1/10〜10倍程度とすれば
よい。ホールまたは電子の各々の注入層と輸送層とを分
ける場合は、注入層は1nm以上、輸送層は1nm以上とす
るのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上
限は、通常、注入層で500nm程度、輸送層で500nm
程度である。このような膜厚については、注入輸送層を
2層設けるときも同じである。
する化合物である蛍光性物質を含有させる。このような
蛍光性物質としては、例えば、特開昭63−26469
2号公報に開示されているような化合物、例えばキナク
リドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選択
される少なくとも1種が挙げられる。また、トリス(8
−キノリノラト)アルミニウム等の8−キノリノールま
たはその誘導体を配位子とする金属錯体色素などのキノ
リン誘導体、テトラフェニルブタジエン、アントラセ
ン、ペリレン、コロネン、12−フタロペリノン誘導体
等が挙げられる。さらには、特開平8−12600号公
報(特願平6−110569号)に記載のフェニルアン
トラセン誘導体、特開平8−12969号公報(特願平
6−114456号)に記載のテトラアリールエテン誘
導体等を用いることができる。
と組み合わせて使用することが好ましく、ドーパントと
しての使用が好ましい。このような場合の発光層におけ
る化合物の含有量は0.01〜10wt% 、さらには0.
1〜5wt% であることが好ましい。ホスト物質と組み合
わせて使用することによって、ホスト物質の発光波長特
性を変化させることができ、長波長に移行した発光が可
能になるとともに、素子の発光効率や安定性が向上す
る。
好ましく、さらには8−キノリノールまたはその誘導体
を配位子とするアルミニウム錯体が好ましい。このよう
なアルミニウム錯体としては、特開昭63−26469
2号、特開平3−255190号、特開平5−7073
3号、特開平5−258859号、特開平6−2158
74号等に開示されているものを挙げることができる。
ラト)アルミニウム、ビス(8−キノリノラト)マグネ
シウム、ビス(ベンゾ{f}−8−キノリノラト)亜
鉛、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウ
ムオキシド、トリス(8−キノリノラト)インジウム、
トリス(5−メチル−8−キノリノラト)アルミニウ
ム、8−キノリノラトリチウム、トリス(5−クロロ−
8−キノリノラト)ガリウム、ビス(5−クロロ−8−
キノリノラト)カルシウム、5,7−ジクロル−8−キ
ノリノラトアルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−
8−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム、ポリ[亜
鉛(II)−ビス(8−ヒドロキシ−5−キノリニル)メ
タン]等がある。
のほかに他の配位子を有するアルミニウム錯体であって
もよく、このようなものとしては、ビス(2−メチル−
8−キノリノラト)(フェノラト)アルミニウム(III)
、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(オルト−
クレゾラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−
8−キノリノラト)(メタークレゾラト)アルミニウム
(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(パラ
−クレゾラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル
−8−キノリノラト)(オルト−フェニルフェノラト)
アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノ
ラト)(メタ−フェニルフェノラト)アルミニウム(II
I) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(パラ−
フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−
メチル−8−キノリノラト)(2,3−ジメチルフェノ
ラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キ
ノリノラト)(2,6−ジメチルフェノラト)アルミニ
ウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)
(3,4−ジメチルフェノラト)アルミニウム(III) 、
ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(3,5−ジメ
チルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチ
ル−8−キノリノラト)(3,5−ジ−tert−ブチルフ
ェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8
−キノリノラト)(2,6−ジフェニルフェノラト)ア
ルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラ
ト)(2,4,6−トリフェニルフェノラト)アルミニ
ウム(III) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)
(2,3,6−トリメチルフェノラト)アルミニウム(I
II) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,
3,5,6−テトラメチルフェノラト)アルミニウム(I
II) 、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(1−ナ
フトラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−8
−キノリノラト)(2−ナフトラト)アルミニウム(II
I) 、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)
(オルト−フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、
ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)(パラ−
フェニルフェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2,
4−ジメチル−8−キノリノラト)(メタ−フェニルフ
ェノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2,4−ジメチ
ル−8−キノリノラト)(3,5−ジメチルフェノラ
ト)アルミニウム(III) 、ビス(2,4−ジメチル−8
−キノリノラト)(3,5−ジ−tert−ブチルフェノラ
ト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−4−エチ
ル−8−キノリノラト)(パラ−クレゾラト)アルミニ
ウム(III) 、ビス(2−メチル−4−メトキシ−8−キ
ノリノラト)(パラ−フェニルフェノラト)アルミニウ
ム(III) 、ビス(2−メチル−5−シアノ−8−キノリ
ノラト)(オルト−クレゾラト)アルミニウム(III) 、
ビス(2−メチル−6−トリフルオロメチル−8−キノ
リノラト)(2−ナフトラト)アルミニウム(III) 等が
ある。
ノラト)アルミニウム(III) −μ−オキソ−ビス(2−
メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) 、ビス
(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)アルミニウム
(III) −μ−オキソ−ビス(2,4−ジメチル−8−キ
ノリノラト)アルミニウム(III) 、ビス(4−エチル−
2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) −
μ−オキソ−ビス(4−エチル−2−メチル−8−キノ
リノラト)アルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−4
−メトキシキノリノラト)アルミニウム(III) −μ−オ
キソ−ビス(2−メチル−4−メトキシキノリノラト)
アルミニウム(III) 、ビス(5−シアノ−2−メチル−
8−キノリノラト)アルミニウム(III) −μ−オキソ−
ビス(5−シアノ−2−メチル−8−キノリノラト)ア
ルミニウム(III) 、ビス(2−メチル−5−トリフルオ
ロメチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III) −μ
−オキソ−ビス(2−メチル−5−トリフルオロメチル
−8−キノリノラト)アルミニウム(III) 等であっても
よい。
−12600号公報(特願平6−110569号)に記
載のフェニルアントラセン誘導体や特開平8−1296
9号公報(特願平6−114456号)に記載のテトラ
アリールエテン誘導体なども好ましい。
ってもよく、このような場合はトリス(8−キノリノラ
ト)アルミニウム等を使用することが好ましい。これら
の蛍光性物質を蒸着すればよい。
も1種のホール注入輸送性化合物と少なくとも1種の電
子注入輸送性化合物との混合層とすることも好ましく、
さらにはこの混合層中にドーパントを含有させることが
好ましい。このような混合層における化合物の含有量
は、0.01〜20wt% 、さらには0.1〜15wt% と
することが好ましい。
スができるため、各キャリアは極性的に有利な物質中を
移動し、逆の極性のキャリア注入は起こりにくくなるた
め、有機化合物がダメージを受けにくくなり、素子寿命
がのびるという利点がある。また、前述のドーパントを
このような混合層に含有させることにより、混合層自体
のもつ発光波長特性を変化させることができ、発光波長
を長波長に移行させることができるとともに、発光強度
を高め、素子の安定性を向上させることもできる。
物および電子注入輸送性化合物は、各々、後述のホール
注入輸送層用の化合物および電子注入輸送層用の化合物
の中から選択すればよい。なかでも、ホール注入輸送層
用の化合物としては、強い蛍光を持ったアミン誘導体、
例えばホール輸送材料であるトリフェニルジアミン誘導
体、さらにはスチリルアミン誘導体、芳香族縮合環を持
つアミン誘導体を用いるのが好ましい。
ン誘導体、さらには8−キノリノールないしその誘導体
を配位子とする金属錯体、特にトリス(8−キノリノラ
ト)アルミニウム(Alq3 )を用いることが好まし
い。また、上記のフェニルアントラセン誘導体、テトラ
アリールエテン誘導体を用いるのも好ましい。
移動度とキャリア濃度によるが、一般的には、ホール注
入輸送性化合物の化合物/電子注入輸送機能を有する化
合物の重量比が、1/99〜99/1、さらに好ましく
は10/90〜90/10、特に好ましくは20/80
〜80/20程度となるようにすることが好ましい。
する厚み以上で、有機化合物層の膜厚未満とすることが
好ましい。具体的には1〜85nmとすることが好まし
く、さらには5〜60nm、特には5〜50nmとすること
が好ましい。
蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧(蒸
発温度)が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同
じ蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもでき
る。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ま
しいが、場合によっては、化合物が島状に存在するもの
であってもよい。発光層は、一般的には、有機蛍光物質
を蒸着するか、あるいは、樹脂バインダー中に分散させ
てコーティングすることにより、発光層を所定の厚さに
形成する。
開昭63−295695号公報、特開平2−19169
4号公報、特開平3−792号公報、特開平5−234
681号公報、特開平5−239455号公報、特開平
5−299174号公報、特開平7−126225号公
報、特開平7−126226号公報、特開平8−100
172号公報、EP0650955A1等に記載されて
いる各種有機化合物を用いることができる。例えば、テ
トラアリールベンジシン化合物(トリアリールジアミン
ないしトリフェニルジアミン:TPD)、芳香族三級ア
ミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリア
ゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有する
オキサジアゾール誘導体、ポリチオフェン等である。こ
れらの化合物は、1種のみを用いても、2種以上を併用
してもよい。2種以上を併用するときは、別層にして積
層したり、混合したりすればよい。
輸送層とに分けて設層する場合は、ホール注入輸送層用
の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いるこ
とができる。このとき、ホール注入電極(ITO等)側
からイオン化ポテンシャルの小さい化合物の順に積層す
ることが好ましい。また、陽電極表面には薄膜性の良好
な化合物を用いることが好ましい。このような積層順に
ついては、ホール注入輸送層を2層以上設けるときも同
様である。このような積層順とすることによって、駆動
電圧が低下し、電流リークの発生やダークスポットの発
生・成長を防ぐことができる。また、素子化する場合、
蒸着を用いているので1〜10nm程度の薄い膜も均一か
つピンホールフリーとすることができるため、ホール注
入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部に吸収を
もつような化合物を用いても、発光色の色調変化や再吸
収による効率の低下を防ぐことができる。ホール注入輸
送層は、発光層等と同様に上記の化合物を蒸着すること
により形成することができる。
送層には、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム
(Alq3 )等の8−キノリノールまたはその誘導体を
配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、オキ
サジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導
体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニ
ルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等を用い
ることができる。電子注入輸送層は発光層を兼ねたもの
であってもよく、このような場合はトリス(8−キノリ
ノラト)アルミニウム等を使用することが好ましい。電
子注入輸送層の形成は、発光層と同様に、蒸着等によれ
ばよい。
とに分けて積層する場合には、電子注入輸送層用の化合
物の中から好ましい組み合わせを選択して用いることが
できる。このとき、電子注入電極側から電子親和力の値
の大きい化合物の順に積層することが好ましい。このよ
うな積層順については、電子注入輸送層を2層以上設け
るときも同様である。
注入輸送層等を無機材料により形成してもよい。
輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから、
真空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用い
た場合、アモルファス状態または結晶粒径が0.1μm
以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が0.1μm を
超えていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を
高くしなければならなくなり、ホールの注入効率も著し
く低下する。
0-4Pa以下の真空度とし、蒸着速度は0.01〜1nm/
sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続し
て各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形
成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げる
ため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低く
したり、ダークスポットの発生・成長を抑制したりする
ことができる。
合において、1層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましい。
れ、また交流駆動も可能である。印加電圧は、通常、2
〜30V 程度である。
として、最も一般的な顔料分散型のカラーフィルター塗
布工程を施した。各色1.5〜2.0μm のフィルター
膜厚となるように塗布し、パターニングした。カラーフ
ィルターの塗布工程は、赤を例に説明すると次のように
行った。赤色用カラーフィルター液を1000rpmで5
秒間スピンコートし、100℃で3分間プリベークし
た。露光機で20 mWの紫外線を30秒照射した後に、
約0.1%濃度のTMAH水溶液で現像した。現像時間
は約1分間であった。その後、塗布する別のカラーフィ
ルター液に溶解しないように、220℃で1時間キュア
し、所定の赤色カラーフィルターパターンを完成した。
るために、上記の赤色カラーフィルター形成条件とは、
その詳細において異なるものの、ほぼ同様の工程とな
る。なお、この例では製造が比較的容易であるため、カ
ラーフィルターのみを用いているが、蛍光変換フィルタ
ーを用いることも可能である。
として、顔料分散型のレジストを塗布し、パターニング
した。ブラックマトリクス層の塗布工程は次のように行
った。顔料分散型レジスト液を1000rpm で5秒間ス
ピンコートし、100℃で3分間プリベークした。露光
機で20 mWの紫外線を60秒照射した後に、約0.1
%濃度のTMAH水溶液で現像した。現像時間は約2分
間であった。その後、220℃で1時間キュアし、所定
のブラックマトリクス層パターンを完成した。
膜する面の平坦性を向上させるためにオーバーコート材
を塗布し、やはり同様に220℃で1時間キュアした。
ス層、オーバーコート−層の形成工程で、外部隔壁およ
び/または内部隔壁を、これらフィルター層等を積層す
ることにより形成した。その高さは、層構成や光の照射
量の影響等により多少変動するため約2〜20μm 程度
の範囲で形成される。その際、内部隔壁を単独で形成し
たもの(サンプル1)、外部隔壁単独のもの(サンプル
2)、単独の内部隔壁と外部隔壁を形成したもの(サン
プル3)、内部隔壁および外部隔壁をそれぞれ2つずつ
(2段に)形成したもの(サンプル4)を形成した。ま
た、比較サンプルとして、隔壁を形成しないサンプルを
形成した。
が形成された基板上に、ITO透明電極(ホール注入電
極)をスパッタ法にて約100nm成膜した。得られたI
TO薄膜を、フォトリソグラフィーの手法によりパター
ニング、エッチング処理し、240×320ドット(画
素)のパターンを構成するホール注入電極層を形成し
た。
ている基板の表面をUV/O3 洗浄した後、蒸着用のマ
スクを装着し、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し
て、槽内を減圧した。
チルフェニル)−N−フェニルアミノ)トリフェニルア
ミン(以下、m−MTDATA)を40nmの厚さに蒸着
し、ホール注入層とし、次いで減圧状態を保ったまま、
N,N’−ジフェニル−N,N’−m−トリル−4,
4’−ジアミノ−1,1’−ビフェニル(以下、TP
D)を35nmの厚さに蒸着し、ホール輸送層とした。さ
らに、減圧を保ったまま、トリス(8−キノリノラト)
アルミニウム(以下、Alq3 )を50nmの厚さに蒸着
して、電子注入輸送・発光層とした。
造体基板を真空蒸着装置からスパッタ装置に移し、スパ
ッタ圧力1.0PaにてAlLi電子注入電極(Li濃
度:7.2at%)を50nmの厚さに成膜した。その際ス
パッタガスにはArを用い、投入電力は100W、ター
ゲットの大きさは4インチ径、基板とターゲットの距離
は90mmとした。さらに、減圧を保ったまま、このEL
素子基板を他のスパッタ装置に移し、Alターゲットを
用いたDCスパッタ法により、Al保護電極を200nm
の厚さに成膜した。前記マスクは、全ての成膜が終了し
た時点で取り外した。
Lディスプレイとした。このときの接着剤は、エポキシ
系光硬化型接着剤を用い、塗布量は、総重量で40mg、
塗布総面積4.6cm2 であり、単位面積に換算して約
8.6mg/cm2 であった。また、貼り合わせ時の圧力は
0.8kg/cm2 程度で加圧し、貼り合わせ後、UV硬化
させた。
10mA/cm2の電流密度で連続駆動させ、発光面を観察し
て各画素の表示不良の有無を観察した。また、電極部分
を検査して、接着剤の付着による接触不良個所の有無を
確認した。結果を表1に示す。
形成することにより、接着剤の流動による表示不良や電
極部分での接触不良を効果的に防止できることがわかっ
た。
流動を有効に防止し、しかも強固な接着性を確保でき、
外側に対して流動する接着剤も抑制可能な有機EL表示
装置を実現できる。
単な構造で接着剤の流動を抑制し、封止板の貼り合わせ
作業も容易な有機EL表示装置を実現できる。
る。
る。
ある。
ある。
る。
した一部概略断面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 基板上に積層された有機EL構造体と、 前記有機EL構造体上に所定の空隙を設けて配置される
封止板と、この封止板を固定するための接着剤とを有
し、 前記基板上には接着剤の配置される領域と有機EL構造
体が形成されている領域との間に、接着剤の流動を阻止
するための内部隔壁を有し、 この内部隔壁は、所定の高さを有する構造物が有機EL
構造体を囲むように形成されている有機EL表示装置。 - 【請求項2】 さらに、接着剤の配置される領域と基板
の端部との間に、接着剤の流動を阻止するための外部隔
壁を有し、 この外部隔壁は、前記所定の高さの構造物が接着剤の配
置される領域を囲むように形成されている請求項1の有
機EL表示装置。 - 【請求項3】 前記内部隔壁および/または外部隔壁
は、複数形成されている請求項1または2の有機EL表
示装置。 - 【請求項4】 前記封止板は平板である請求項1〜3の
いずれかの有機EL表示装置。 - 【請求項5】 前記内部隔壁および/または外部隔壁
は、少なくともカラーフィルター層、ブラックマトリク
ス層およびオーバーコート層のいずれかの構成材料の1
種または2種以上により形成されている請求項1〜4の
いずれかの有機EL表示装置。 - 【請求項6】 前記内部隔壁および/または外部隔壁
は、スペーサとして機能する請求項1〜5のいずれかの
有機EL表示装置。 - 【請求項7】 前記封止板には、内部隔壁および/また
は外部隔壁と位置合わせを行うことのできるマークが形
成されている請求項1〜6のいずれかの有機EL表示装
置。 - 【請求項8】 前記接着剤は、基板と封止板との間に気
道が形成されないように完全充填される請求項1〜7の
いずれかの有機EL表示装置。 - 【請求項9】 前記内部隔壁および/または外部隔壁
は、ガス抜きのための気道が形成されている請求項1〜
8のいずれかの有機EL表示装置。
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